二维条码QR码的图像检测技术研究

论文摘要

随着世界经济的高速发展,条码技术在各行各业的应用越来越广泛。条码技术的兴起是以计算机行业、电子传感行业、先进的通信技术为基础发展的。现代商品的多样性信息要求条码在有限的几何空间内表示更多的信息,从而满足市场上的各种要求。二维条码的出现突破了一维条码的许多限制,解决了一维条码不能解决的问题。现如今在国外二维条码的应用已经十分广泛,而在我国才刚刚使用不久,在一些核心技术上还有所差别。由于QR码自身的可以表达汉字信息的特点,所以它十分适合在我国使用。基于QR(Quick Response)码在实际应用中产生的诸多问题,比如稳定性、准确性、可靠性等等,可以通过研究学习进一步提高二维条码在实际应用中的性能。论文首先介绍QR码图像的采集过程,通过相机、光源、PC机、主控制板卡、信号传感器、编码器等实现QR码图像的采集；然后重点研究QR码图像预处理算法,包括图像的二值化处理,滤波,图像定位等等；详细分析QR码的编码与纠错原理,进而设计出一套QR码识读软件。在查找寻像图形的过程中,运用游程编码对图像进行预处理。同时为了提高图像的识别速度,利用图像的统计特性创新性地采用游程编码的方法来处理QR码图像,便于实现图像区域分割。将QR码图像二值化处理后所呈现的黑白二值图像的每一行像素进行游程编码,形成一幅由码流组成的图像,那么每一行像素的行与行之间有关联的部分划分为一个区域,形成一个整体,这样就能划分出整幅QR码图像的各个区域,包括数据区域、编码区域等等。为后续的图像处理打下很好基础；然后,求解整幅QR码图像的水平和垂直方向投影图,以像素信息突然增加的投影点位置为中心,以其余零散像素到该点的方差的平均值为阈值,确定QR码的边缘位置,进而滤除一定的噪声,得到图像的边缘。通过这些算法对图像进行预处理,得到较好的图像效果,提高了图像的质量。在做好QR码图像预处理之后,QR码的数据纠错译码是译码过程中关键的一步。论文在阐述QR码编码规则和译码原理基础上,根据编码规则进行译码设计。待图像信息转化为可识别的数据形式后,通过数据的纠错保证对数据信息的正确识别。重点研究QR码图像的译码算法。本课题中的程序是在PC机上调试运行成功的,具有良好的可移植性,经过已经实现的编码系统对译码系统进行测试,该译码器能够有效正确的对QR码图像进行译码,具有良好的使用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 条码技术简介
• 1.2 二维条码QR的结构特点及其发展现状
• 1.3 选题依据与意义
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 QR码识别系统的硬件组成
• 2.1 QR码识别系统结构框架
• 2.2 硬件功能及其参数
• 2.3 供电系统线路图
• 2.4 本章小结
• 第三章 QR码图像的预处理
• 3.1 QR码图像的二值化
• 3.2 图像滤波与边缘检测
• 3.3 图像定位
• 3.4 图像的旋转与插值
• 3.5 本章小结
• 第四章 QR码检测与分析
• 4.1 QR码检测原理
• 4.2 QR码编解码算法研究
• 4.3 实验分析与验证
• 4.4 本章小结
• 第五章 QR码的图像识别与应用
• 5.1 QR码图像识别
• 5.2 QR码的实际应用
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果